تولد و مرگ عجیب دالی؛ اولین حیوان شبیه سازی شده دنیا

وبسایت دیجیاتو : بیش از یک میلیارد گوسفند در دنیا وجود دارد، اما مشهورترین آن‌ها بدون تردید دالی است. دالی نه گوسفندی با شاخ زیبا یا توانایی‌های خارق العاده بلکه اولین پستاندار شبیه سازی شده از یک سلول بزرگسال بود.

کلون یا شبیه سازی به معنی تولید موجوداتی با ترکیب ژنتیکی همسان از یک موجود واحد است. این مفهوم از ابتدای پیدایش حیات وجود داشته و برای مثال می‌توان به باکتری‌های بدون سازوکار تولید مثل جنسی یا شته‌ها اشاره کرد. کلون‌ها از توالی DNA یکسان با والدین خود برخوردار بوده و از نظر ژنتیکی دو قلو هستند؛ با این حال تفاوت قابل توجهی با دیگر ارگانیسم‌ها ندارند.

اولین حیوان شبیه سازی شده دنیا

محققان پیش از تولد دالی چندین کلون مختلف گاو، خوک و موش را با استفاده از DNA رویان تولید کرده بودند، اما دالی نخستین پستانداری بود که از یک سلول بزرگسال شبیه سازی می‌شد. این پروژه از نظر علمی ارزش بسیاری داشت چرا که نشان داد هرچند یک سلول بزرگسال به سلول تخصصی تبدیل شده، اما باز هم می‌توان از DNA آن برای تولید ارگان کامل استفاده کرد.

نحوه شبیه سازی دالی

هدف محققان از شبیه سازی دالی بررسی امکان انجام این کار از طریق سلول غیر رویانی بود. رویان، یک یوکاریوت چندیاخته‌ای دیپلوئید در نخستین مرحله رشد است. در انسان سلول در حال رشد تا پایان هفته هشتم بارداری رویان نام دارد و پس از آن جنین نامیده می‌شود.

همانند سازی از طریق سلول بزرگسال به مراتب پیچیده‌تر از انجام اینکار با استفاده از سلول رویانی است. متخصصان انستیتوی «روسلین» اسکاتلند پیش از تولد دالی ۲۲۶ تلاش ناموفق را پشت سرگذاشته بودند و به همین خاطر موفقیت آن‌ها در تولید اولین حیوان شبیه سازی شده خبر بزرگی به شمار می‌رفت.

دانشمندان برای کلون سازی از سلول غده پستان یک گوسفند سفید نژاد «دورست» اسکاتلندی نمونه برداری کردند که از قدیمى‌ترین نژاد‌های گوسفند در دنیا به شمار می‌رود. آن‌ها باید درعین زنده نگه داشتن سلول از رشد آن جلوگیری می‌کردند و بدین منظور محیط کشت سلول را جایگزین کردند.

در مرحله بعد سلول به تخمک بارور نشده یک میش «رخ سیاه» تزریق شد که قبلا هسته آن را برداشته بودند. این سلول‌ها از طریق پالس‌های الکتریکی به هم الحاق شده و تا هفت روز در محیط کشت آزمایشگاهی مورد بررسی قرار گرفتند. در ادامه رویان به رحم یک گوسفند رخ سیاه دیگر منتقل شد تا مراحل رشد را به صورت طبیعی کند.

از ۲۲۷ الحاق سلولی تنها ۲۹ رویان اولیه به دست آمده و در رحم ۱۳ گوسفند کاشت شد. از این مراحل پیچیده تنها یک بارداری موفق بدست آمد. در ۵ ژوئن ۱۹۹۶ پس از ۱۴۸ روز از کاشت جنین یک بره سفید ۶.۶ کیلوگرمی با کد ۶LLS و اسم دالی به دنیا آمد.

چه بر سر دالی آمد؟

اولین حیوان شبیه سازی شده زندگی پر ناز و نعمتی را در انستیتوی روسلین به سر برد. او به صورت طبیعی با گوسفند‌های دیگر جفت گیری کرده و بره سالمی را هم به دنیا آورد که نشان دهنده قابلیت باز تولید حیوانات کلون سازی شده بود.

میانگین عمر نژاد دورست اسکاتلندی ۱۱ تا ۱۲ سال است، اما دلایل مختلفی باعث شد که قهرمان داستان ما در ۱۴ فوریه ۲۰۰۳ و در حالی که تنها شش و نیم سال داشت، از این دنیا خداحافظی کند. اول اینکه دالی به آرتزور مفصل پا مبتلا بود؛ دوما او از نوعی تومور ویروسی به نام «ادنوماتوز ریوی گوسفندی» رنج می‌برد که در میان حیواناتی که در محیط‌های بسته نگهداری می‌شوند، شایع است. هرچند تحقیقاتی که بعدا روی استخوان‌های او انجام شد احتمال ابتلا به آرتروز را رد می‌کرد.

از همه مهمتر اینکه گوسفندی که سلول دالی از آن گرفته شد در هنگام شروع پروژه شش ساله بود در نتیجه تقویم ژنی سلول‌های دالی در بدو تولد او شش ساله بود. به عبارت دقیق‌تر با هر بار تکرار سلول، رشته DNA درون هسته کوتاه‌تر می‌شود و بنابرین کروموزوم‌های دالی نسبت به همسالان او کوتاه‌تر بود؛ همین مساله باعث شد که سن او سریعتر از آنچه که باید بالا برود.

دالی از نظر ژنتیکی کپی برابر اصل مادرش نبود، چون میتوکندری که نقش نیروگاه انرژی سلول در خارج از هسته را بر عهده دارد، از مادر اهدا کننده تخمک به او ارث رسیده بود.

پژوهشگران دانشگاه ناتینگهام دو سال قبل اعلام کردند چهار نمونه شبیه سازی شده از روی سلول‌های دالی ۹ سال داشته و کاملا سالم هستند. این گروه به لحاظ متابولیسمی و قلب و عروقی، از دیگر نمونه‌های هم سن و سال و طبیعی، قابل تشخیص نبودند.

شبیه سازی دالی چه لزومی داشت؟

اولین حیوان شبیه سازی شده با سلول‌های بزرگسال در واقع بخشی از پروژه تحقیقاتی تولید دارو در شیر حیوانات اهلی بود. در نتیجه این تحقیقات دانشمندان ماده ژنتیکی انسان را به گونه‌ای منتقل کرده اند که منجر به تولید پروتیین‌های مفید در گاو‌ها و گوسفندان شده است. این حیوانات حالا قادر به تولید موادی نظیر فاکتور IX انعقاد خون (فاکتور کریسمس) برای درمان هموفیلی یا تولید آلفا یک آنتی‌تریپسین برای درمان فیبروز سیستیک (سفت و چسبنده شدن ترشحات در بخش‌هایی از بدن) هستند.

انتقال این ژن‌ها به حیوانات فرایندی تخصصی و دشوار است، اما از طریق شبیه سازی می‌توان یکبار این کار را انجام داد و سپس حیوان تراریخته را کلون کرد. پیشرفت در فناوری شبیه سازی به ایجاد راه‌های جدید برای تولید دارو‌های ارزشمند و بهبود درک ما از ژنتیک و تولید مثل منجر شده است.

پیشرفت‌های پس از دالی

از سال ۱۹۹۶ تا کنون حیوانات بسیاری از جمله گربه، خرگوش، اسب، میمون، خوک، بز و گاو شبیه سازی شده اند. در ۲۰۰۴ محققان با شبیه سازی موش از طریق هسته سلول عصب بویایی ثابت کردند که هسته اهدا کننده می‌تواند از بافتی برداشته شود که در حالت عادی تقسیم نمی‌شود.

پیشرفت در تکنیک‌های شبیه سازی به کاهش هزینه و افزایش کارایی آن منجر شده تا حدی که سرویس‌های تجاری کلون سازی حیوانات خانگی یا دام‌های اهلی شاخص برای شهروندان عادی ارائه شده اند. آزمایش‌های DNA آنقدر پیشرفت کرده که اخیرا می‌توان میان دوقلو‌ها نیز تمایز قائل شد.

بهبود تکنیک‌های شبیه سازی حیوانات روش‌های درمانی جدیدی را برای جلوگیری از ابتلای انسان به بیماری‌های میتوکندریایی قابل انتقال از مادر به فرزند ایجاد کرده است. تقریبا از هر ۶۰۰۰ تولد یک نفر با میتوکندری ناقص به دنیا می‌آید که ناشی از اختلالات آنزیم‌ها یا کمپلکس‌های آنزیمی است و به بیماری‌هایی نظیر دیستروفی عضلات یا ضعیف شدن آن‌ها منجر می‌شود.

متخصصان برای جلوگیری از این مساله ماده ژنتیکی را از رویان استخراج کرده و در تخمک اهدایی با میتوکندری بدون نقص قرار می‌دهند. این همان فرایندی است که در کلون سازی سلول‌های رویانی حیوانات بکار می‌رود. بدون این مداخله میتوکندری ناقص به احتمال قریب به یقین به نسل بعد منتقل خواهند شد.

استفاده از روش‌های ویرایش ژنتیک در بسیاری از کشور‌ها تحت نظارت شدید قرار دارد، اما در صورت پایبندی محققان و سازمان‌های فعال در این زمینه به اصول اخلاقی نوید آینده‌ای با روش‌های درمانی پیشرفته و دارو‌هایی با حداقل اثرات جانبی را به همراه دارد.